LED設備材料國產化迫切性分析

隨著國內LED產業的發展，LED產業綜合配套能力有很大進步。材料領域，面向封裝和應用的材料配套已經比較完備，包括環氧樹脂、金屬支架和封裝套件、模條、金絲、硅鋁絲、銀膠、高溫膠帶、工夾具等。設備領域，雖然封裝、焊接、固化、真空處理、檢測等方面也已經有較大進步，但在核心的自動化裝配方面還是比較落后，對進口設備的依存度很大，外延和芯片制造的設備更是如此。對如何加快LED設備材料的國產化進程，專家建議，除了國家在政策上加大對設備生產的扶植力度外，設備廠家還需要依靠具備強大的機械加工和系統設計能力的企業做支撐，共同進行LED產業設備及工藝技術的研究與開發。

LED企業對設備材料需求旺盛

2009年MOCVD設備進口數量將超過50臺。

預計未來三年，上游外延芯片材料國產化將達70%，中游封裝材料國產化將達90%，下游材料將達98%。

上游產業不能只會用設備，不敢動設備。沒有對關鍵設備的理解和掌握，很難做出有特色的產品。

我國外延芯片產業發展迅速，從2000年的幾家，發展到今天的將近30家。企業對設備和材料的需求很大。僅2008年一年，國內進口的MOCVD就在35 臺-40臺之間，而且主要是生產型設備。2009年，比較樂觀地估計，MOCVD進口數量可能會達到50臺-60臺。在未來幾年內，會保持這樣的需求量，并且有可能每年在此基礎上有適當的增長。當然，做芯片只有MOCVD不行，與之相匹配的芯片制造設備也自然要添置，原、輔材料需要大批地訂購。因此說，企業對設備、材料的需求很旺。

中國LED產業要想健康、迅速發展，一定要在關鍵設備、關鍵原材料上下工夫。特別是上游產業，不能只會用設備，不敢動設備。沒有對關鍵設備的理解和掌握，是很難做出有特色的產品，更難講新工藝、新技術了。

陳和生

我國LED封裝業的發展，無論在技術還是產業層面上，都已經基本形成自身的優勢和特點，可以認為在綜合發展水平上與國外相比也并沒有明顯的差距。

至于封裝企業對設備和材料的需求，因為這個產業已經是趨于成熟的產業，對設備和材料的評價、采購也都已經形成相對成熟的體系，其中對性價比的追求是一個最大的原則。所以一方面對國產設備和材料非常歡迎，因為成熟的國產設備和材料既意味著自身的產品性價比競爭優勢，也意味著更長遠的產業核心競爭優勢；但另一方面，也不可能貿然推進國產化去冒企業成品率、性價比、可靠性、企業信譽等方面的風險。所以總體上來說，當前國內LED封裝企業在主要設備采購上的國產化比例并不高，材料采購上的狀況相對好一些，但在高端材料方面進口材料也仍然占較大比重。

目前國內在支架、熒光粉、金線、鋁基板、導光板等方面的配套能力已比較強，特別是面向封裝的支架、金線等，國內完全具備配套能力。

設備方面，照度計、光強儀、老化試驗臺、模具和夾具、烘烤箱類、清洗機類等等設備，國內都已經具備配套能力，且大部分已經不需要依靠國外進口。

但測試設備(含分光分色)、熒光粉涂布設備等領域，國內雖有生產，但在性能等方面的差距還比較大，較大規模的封裝企業在采用上都比較謹慎，在封裝重點工序設備的自動固晶和焊線方面，采用國產設備更少。
李漫鐵

由于中國大陸LED產業起步較晚，且上游外延芯片設備相對復雜，目前主要為進口設備。如MOCVD外延設備主要來自美國、德國和英國，芯片后工序設備也大部分來自進口，部分來自我國臺灣。材料方面，大量使用的藍寶石襯底也以進口居多，至于一些輔材包括化工原料有部分國產化。

中游封裝方面，LED自動封裝設備屬專用設備，包括自動固晶、焊線、封膠、分級機等，在5年前是進口設備的天下，現在除焊線機外，固晶、封膠、分級機、烤箱等均有國產設備，只是精度、可靠性和市場占有率有待提高。封裝材料方面，如環氧樹脂、支架、銀膠等，兩年前我國臺灣產品占的比重較大，目前大陸生產的材料如環氧樹脂、支架、硅膠、金線、熒光粉等均有供應，能滿足中、低檔產品的需求。高檔LED封裝產品還是需用到少量進口物料。

下游，LED應用產品的設備與常規電子工業生產設備類似，無太多特別設備。LED應用產品的物料的國產化程度很高，包括線路板、硅膠、電子元件、塑膠件、結構件、驅動IC、開關電源等，均有充足地選擇余地。

無疑，中上游LED設備的國產化對于降低成本很有幫助。中上游LED設備的國產化需要一個過程，隨著需求的上升，市場之手在推進這些設備的國產化。中游封裝關鍵設備，如自動焊線機等預計將在兩年內實現批量國產化。上游MOCVD等核心設備預計需要3至5年才能商業化生產。國產設備需要進一步解決可靠性和精度問題，政府也可以優惠政策鼓勵LED企業購買國產LED設備，給作為后來者的LED國產設備一些成長的機會。

市場之手也在迅速推進LED材料的進一步國產化。預計未來三年，上游外延芯片材料國產化將達70%，中游封裝材料國產化將達90%，下游材料將達98%。

高檔設備及關鍵原材料仍需進口

LED產業的裝備和原輔材料的進口比例，從上游到下游呈現由高到低的趨勢。

隨著國內資金、技術對LED支撐產業的投入，在中高端LED產品上國內資源替代進口資源的機會將越來越大。

近幾年來，隨著LED技術、市場的不斷成熟和國家節能減排政策的逐步落實，LED產業發展很快。

我們有那么多人在研發和生產LED相關技術和產品。可以想象，我們需要大量的設備、工具和原材料、輔助材料。可是我們所用的原輔材料和裝備、工具的情況如何呢？先說下游，LED燈具和光源產品的制造需要模具、注塑，需要金屬、非金屬材料，需要焊接、組裝和測試等。這些設備和工具，一般都是在國內生產的，但對于高檔產品，或要求嚴格的產品，可能就需要用進口設備來實現了。總體來說，下游的裝備和工具大都是在國內生產制造的。中游封裝主要涉及固晶、打線、注膠、烘烤、測試、分選、老化等步驟。手動設備目前大都是國內生產的，部分測試設備也是國產的，但全自動設備主要還是以進口的為主。

再看看上游的情況，上游涉及的設備很多，也很重要。主要包括外延用的MOVCVD、X-ray、AFM、CV/Hall、PL/EL以及檢漏、烘烤設備等，芯片制造用的光刻、去膠、ICP/RIE、PECVD、E-beam蒸發、濺射、清洗、烘干、顯微鏡、臺階儀、橢偏儀、磨拋、劃片、芯片測試、分選等。原、輔材料包括MO源、氨氣、硅烷、磷烷、砷烷、氫氣，氮氣，氯化氫氣體等。LED上游所需設備的特點是價格昂貴，交貨時間長。比如外延所需的 MOCVD，生產型設備一般是在200萬美元左右，交貨時間一般在6-8個月。上面提到的這些上游設備90%以上是進口的，其中的主要配件也是進口的。所以說，LED產業的裝備和原輔材料的進口比例，從上游到下游呈現由高到低的趨勢。

陳和生

我國LED行業對設備及材料的需求很大。實際上，LED從業單位都非常了解設備和材料對行業、對產業發展的重要性，在國內LED產業發展的前幾十年，已經因為設備和基礎材料的國產化配套能力不強，直接造成國內LED企業在設備和材料的取得方面，相對而言成本更高、性能和保障卻更差，導致國內LED企業在競爭的起點上就處于劣勢。而面向后續的發展，產業競爭的重點也將從制造成本(包括研發和經營等方面的成本)逐漸向基礎領域(包括設備和材料)延伸，而這些都需要以設備和材料的國產化來支撐。

當前在這兩個領域，國產化進程都還非常不理想，關鍵設備方面尤其薄弱。上游材料領域，襯底材料和外延材料都相對落后，近幾年取得很大進步，但研發、投入等方面的問題并沒有得到根本改善。

葉立康

LED封裝正朝貼片化和大功率化方向發展；為滿足新的應用需要，將在標準型產品的基礎上向個性化型產品方向發展，如非標尺寸封裝、不同材質的COB封裝、面光源封裝、系統化封裝等；封裝工藝路線朝無焊線工藝發展；熒光粉涂布工藝將是封裝企業創新最多的部分。

目前，LED封裝所需的固晶、鍵合、灌膠、點膠、烘箱、測試、編帶等設備儀器以及支架、鋁基板、金絲、鋁絲、銀膠、環氧樹脂、硅膠、熒光粉、模條、導光板等材料均可國產化、而且已經滿足了一般LED封裝生產需要，其中如遠方、三色的光譜測試儀；廈門科明達高光效YAG熒光粉、北京中村宇極氮氧化物熒光粉、大連路明的硅酸鹽熒光粉；在業界都具有很高水平。

但要滿足中高端LED產品封裝需要，國產設備、儀器和材料在精度和穩定性方面還需進一步提高。還應重點關注LED封裝中三個主要方面的需求：第一，低熱阻。需要特殊的固晶機或共晶焊機，需要導熱性好、耐溫特性好的粘結膠。導熱性好且熱學參數與芯片相近的基座材料等。第二，高取光。與特殊芯片結構匹配的特殊結構基座，高折射率、高透光性、耐溫特性好、高穩定性的熒光膠，與熒光膠、基座結合良好的包封膠等。第三，光色一致性。與熒光粉涂覆工藝匹配的涂覆設備，重復性和再現性好測試儀器等。還不可忽視封裝生產過程所需的各種檢測儀器，如金屬支架鍍層厚度、鍍層牢固度測試儀，拉力推力測試儀，包封材料的熱學和材料學參數的檢測儀，高倍分析顯微鏡，X射線分析儀等。

隨著國內資金、技術對LED支撐產業的投入，在中高端LED產品上國內資源替代進口資源的機會也將越來越大。

加大投入全面支持關鍵裝備材料國產化

NOCVD等LED關鍵設備國產化不是單純的技術課題，而是一個復雜的商業項目。

關鍵設備和材料國產化會大大降低LED制造成本。

發展核心材料及設備要從長計議，不能急功近利。

談到要不要發展我們自己的MOCVD(金屬有機化學氣相沉積系統)等LED(發光二極管)關鍵裝備，我想對于很多人來說，答案是肯定的。

我個人認為，MOCVD等關鍵裝備是一個體現國家意志的事，國家一定要大力投入和全面支持這件事。MOCVD裝備做好了，不只是LED行業本身的事，也是關系到國家半導體產業整體技術水平和競爭力提高的大事。為什么過去做的不成功？關鍵是我們過去沒有認清要把MOCVD裝備的事情做好意味著什么。大家都以為這是個技術課題項目，所以結果必然是項目鑒定，課題結束，大家散伙。可事實上，中國要能生產和制造MOCVD設備，要中國的LED上游企業用國產的 MOCVD設備這件事本身不是一個技術課題，更不是一個單純的技術項目,這是一個商業項目。在這個商業項目中，技術占有一定的比重，特別是在項目的初期，可能技術很重要，但不是最重要的，技術更不是這個項目的全部。因為這個項目包括了技術開發，產品及市場定位，產品設計、定型和生產，相關工藝開發和持續不斷地改進，質量控制，市場的策劃和推廣，銷售和售后服務等一系列任務。這一連串的事情都要做好，這個項目才有可能成功。

上面提到，MOCVD國產化是個商業項目，而且是一個特殊的、要體現國家意志的商業項目。那就要按照這樣性質的商業項目來操作。第一件要做的事是，國家要宣誓決心和目標，我們一定要在什么時間段，把MOCVD設備國產化做到什么程度。第二要組織一支愿意把MOCVD國產化的事情當作自己事業的團隊，這個團隊包括具有相關行業、專業背景的工程技術人員、職業經理人、市場策劃和推廣人員、財務人員和各類有才干、有激情的骨干，也包括政府相關部門的負責人，大家要團結一致，群策群力。第三是制定一個科學合理的商業計劃。第四是爭取資金，包括國家的投入和支持，商業投資(特別是爭取主要用戶適當比例的戰略投資)和團隊個人的投入等。第五是成立公司運作這個項目，持久的努力和國家政策的扶持，最后必然會見成效。當然，這里還有很多商業運作的細節和政府扶持的具體辦法等。兩件事是值得提出的：一是鎖定主要用戶，讓他們有興趣、有利益地用國產設備；二是國家要有具體的獎勵措施，鼓勵使用國產設備，其中包括采購費用補貼，或稅收減免等。這樣做會加速MOCVD等關鍵設備的國產化進程。

目前LED產業核心外延材料的生長設備MOCVD尚需進口，盡管國產化問題早就提到議事日程上來，但在付諸實踐之前，還得從長計議，不能急功近利。目前國際上的MOCVD生產設備尚未定型，還有很大的改進空間。國內發展MOCVD設備，有必要預計5-10年后是個什么狀況，有必要高起點跨越式開展生產型 MOCVD設備的研制開發工作。建議國家把這一半導體照明最關鍵設備的國產化列入重中之重來資助，建立真正意義上的產學研聯合體進行攻關，充分考慮工藝與設備的結合，同時強調MOCVD設備的用戶---外延生產企業的直接參與，最好是具有很強實力的外延工藝企業成為設備研發的主體之一(另一主體當然是設備研發單位)。

國家不但要資助MOCVD設備的研發，還要在研發階段資助外延生產企業去試用MOCVD設備。因為在試用過程中，企業不是穩定生產，需要耗巨資根據設備特性摸索外延生產工藝。要摸索出成功的外延生產工藝所花費的人力物力財力，甚至要超過設備本身的研發費用，認識這一點非常重要，因為一個成功的外延生產程序往往包含幾千個參數，要根據一種新設備去優化，談何容易。同時，要根據外延工藝的試驗結果，不斷給設備研發人員反饋過去，以改進設備的設計和制造，這樣的往復肯定是多回合的。

現在有不少其他國產設備研制出來了，但沒有在市場上推廣應用。究其原因，主要是工藝和設備沒有緊密結合起來，缺乏工藝的設備，用戶不敢使用。另外，國產化設備初始階段沒有完善，經常出一些小毛病(往往不是大毛病)，如果用戶的設備維護水平上不去，往往不敢貿然吃這個"螃蟹"。

國產設備可以找到一些突破口，就是不僅賣設備，而且賣解決方案，這樣能更大地發揮本地供應商的服務和技術支持優勢。一點建議：國內設備廠家一定需要配備對客戶生產工藝熟悉的技術服務工程師，為客戶提供解決方案，與進口設備進行差異化營銷。

國內LED產業在技術專利、關鍵材料、工藝水平、資本實力等方面與國外公司存在很大差距，要推動LED產業保持穩定快速的發展，一定離不開設備、材料等 LED支撐產業的發展，只有LED支撐產業具備制造滿足LED產業創新所需特殊設備以及質優、價廉材料的能力，我們整個的LED產業才有競爭力，才能保持比較優勢。因此，發展LED支撐產業對發展LED產業意義重大，如何發展建議如下：

第一，各級政府、部門、行業協會加大宣傳力度，通過設立技術攻關和制造產業化等項目，引導集成電路、航天航空等領域的先進技術資源進入LED支撐產業。

第二，支撐產業中的各龍頭企業，要把國外一流企業做標桿，如ASM、K&S等公司的固晶、鍵合，日本武臧、美國asymtek等公司注膠，日本嘉大等的測試編帶，日本sanyu等的粘結膠，日本信越、美國道康寧等的硅膠等，并迅速整合資源，快速模仿超越。

第三，支撐產業中的龍頭企業要具備很強的自主研發能力或整合研發能力，能夠滿足客戶創新、個性化的需要。并通過與產業鏈相關企業密切合作，加快改進和完善的速度。

第四，各級政府要對LED支撐產業的立項項目給予資金上的大力支持，對重大技術突破、創新和填補空白的成果給予重獎。

目前，國內LED外延、芯片及封裝研發、生產、試驗使用的設備大部分為進口，設備成本高，增加了LED企業的生產成本。國內設備制造商也早已開展了LED 產業相關設備的研發及制造，但其制造的外延、芯片及封裝設備與國外同類設備相比，在設備的穩定性等方面還存在一定的差距。為此，建議相關設備制造商與外延、芯片及封裝企業進行有效聯合，共同參與LED外延、芯片及封裝設備的研發，提高設備的穩定性，滿足LED外延、芯片及封裝產業使用要求，使設備的各項性能達到國外同類設備水平，降低LED外延、芯片及封裝生產企業的設備使用成本，從而加快LED外延、芯片及封裝設備國產化的進程。

關于設備的國產化問題,坦率地講，我認為LED上游產業是一個不斷地燒錢的行業，工藝不斷改進、效率不斷提升要求設備不斷更新，器件封裝也是一個必須靠規模支撐才能有產出效益的行業，因此設備更新與擴展成為制約行業發展的一個瓶頸問題。

目前芯片和器件制造關鍵設備幾乎只有靠進口，行業的平均毛利率水平又不足以支撐企業有足夠的資金去購買和更新價格昂貴的進口設備。設備國產化問題成為涉及國內諸多LED的企業能否快速成長的重要問題；從現有的國內實際設備制造情況來看，許多設備制造商力量薄弱，研發水平較低、關鍵零部件的生產工藝控制較差等問題造成許多LED生產廠家不敢使用國內生產的設備。我建議國家除了在政策上扶植設備生產廠以外，設備廠家更需要依靠有強大的機械加工能力和系統設計的企業做支撐，共同進行LED產業設備的研究與開發，畢竟這已經是一個不小的行業了，LED市場未來的發展有可能給設備廠家獲取相當的利潤。國產化設備可以從封裝和檢測、芯片制造的一些輔助設備開始，畢竟外延和芯片制造中的關鍵設備在短期內想替代進口還需要一個過程。